頂管施工在市政截污工程中的應用探討

李建娜+李建偉

摘 要：截污干管施工時，因管道埋深較深、管道管徑較大，大大增加了開挖施工難度。頂管施工技術是非開挖施工的重要組成部分，具有操作簡單、施工精度高、施工效率高等特點，將其應用到市政截污工程中，能獲得良好施工效果。為此，本文結合具體工程案例，對頂管施工原理及市政截污工程頂管施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞：頂管施工；市政工程；截污施工

1 工程概況

某市政截污改造工程，截污主干管管徑為DN800～DN1000，全長1007.5m。樁號0+916.616～1+007.5敷設位置為城區小巷道，最小寬度2.3m，西側為停車場圍欄，東側緊鄰居民樓，施工場地狹窄。原方案采用開槽施工，但由于土方量較大，溝槽還要支護，工作面不夠，造價較高，最后決定采用頂管施工方法完成。經分析研究，此段管道采用頂管法施工，管材采用D1020×10焊接鋼管，包括1個方型工作井，1個方形接收井。頂管結束后將接收井改造為溢流井，并與上游DN1000管道連接。

2 頂管施工原理

非開挖工程技術徹底解決了管道埋設施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穩定土層和環境保護方面凸顯其優勢。這對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復雜的城市是非常重要的，它將為城市創造一個潔凈、舒適和美好的環境。頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術。頂管法施工就是在工作坑內借助于頂進設備產生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設計的坡度頂入土中，并將土方運走。一節管子完成頂入土層之后，再下第二節管子繼續頂進。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起。

根據頂管設計方案在管道沿線按設置工作井和接收井，工作井內設置堅固的后座，安裝工具管、油壓千斤頂、頂鐵、導軌等頂進設備。接好照明、泥漿管、油管等管線，然后用油壓千斤頂將管道頂入土層中。在頂進過程中，通過經緯儀檢測控制頂管的方向，利用水槍沖泥，采用水力吸泥機通過管道將泥排到井外，頂進一定距離后，千斤頂回縮，裝入新的管道再頂進。如此重復，直至將管道頂至接收井內。

目前，國內管道頂進方法一般采人工掘進頂管法和機械挖掘頂管法。前者依靠人工進行挖土和排土，具有結構簡單、操作方便、成本較低等優點，但工人勞動強度較大，施工速度較慢，難以滿足工期要求。機械挖掘頂管法采用機械進行挖土和排土，具有技術先進、施工質量好，施工速度較快的優點。

3 市政截污工程頂管施工工藝

1、基坑測量放樣

在沉井施工時，施工人員首先要做好測量放樣工作，從而為施工的順利進行打下良好的基礎。施工人員要根據工程地質報告、沉井設計圖等確定沉井基坑的開挖深度，基坑的邊坡要根據工程實際情況確定，整平場地后，施工人員要根據沉井中心坐標確定沉井中心樁、基坑開挖邊線、縱橫軸線控制樁。

2、基坑開挖

基坑開挖時，施工人員要采用機械開挖配合人工開挖的方式進行，施工人員要嚴格的按照設計要求進行基坑開挖，從而為基坑開挖質量提供保障。基坑開挖結束后，施工人員要將基坑底面的浮泥清理干凈，并保持基坑底面的干燥、平整，同時施工人員要在基坑底部四周設置相應的排水溝，并確保排水溝與集水井的相互連通，對于集水井中的積聚的地下水、雨水，施工人員要及時用水泵排除，避免積水對刃腳墊層的施工造成影響。在進行刃腳墊層施工時，施工人員要確保混凝土墊層和砂墊層共同受力。

3、立井筒內模和支架

頂管施工中，井筒模板采用局部木模和組合鋼模相互搭配的形式進行，從而為內模的密封性提供保障；對于刃腳踏腳部分，其內模采用磚砌結構形式，并確保磚砌寬度和刃腳寬度相同；對于井身內模支架，可以采用空心鋼管進行支撐，在設置鋼管支架時，施工人員必須確保支架的穩固，必要的時候可以采用對撐支架，從而為內模的穩定性提供保障。

4、鋼筋綁扎

綁扎鋼筋前，施工人員必須確保鋼筋表面的潔凈，施工人員要將鱗銹、油漬等污染物清理干凈，同時要保證鋼筋平直，局部沒有彎折現象，對于成盤的鋼筋，要確保其順直。在預制構件時，施工人員首先要對鋼筋的質量進行抽樣檢查，確保其符合相關質量標準，在進行現場鋼筋綁扎時，施工人員要采用鐵絲將其綁扎結實，必要時要采用電焊將其焊牢。

5、立外模和支架

施工人員將鋼筋綁扎結束后，要對其進行質量驗收，然后架立外模及支架，在井壁內外模，施工人員要采用串心螺絲將其固定牢固，同時要在中間設置合理的止水片，對于兩端位置，要利用鐵片對井壁厚度尺寸進行有效地控制，并用定制鋼螺帽固定好兩端。在進行拆模時，先將鋼螺帽拆除，并將外露的部分割去，然后采用相同標號的防水砂漿對其進行二次抹平，避免出現滲水的現象。在進行外模支架時，必須確保支架的牢固、穩定，確保在進行混凝土澆筑時，模板不會發生變形、跑模等現象。

6、混凝土澆筑

當施工人員完成模板、支架施工后，監理人員驗收合格后，就可以進行混凝土澆筑操作。在施工過程中，為有效地提高工程施工質量，縮短施工周期，施工人員要事先嚴格的按照相關規定將混凝土配制完成，然后采用泵送的方式進行混凝土澆筑。為確保混凝土不會出現離析的現象，施工人員可以將輸送管的軟管直接放在澆筑段。在正式進行混凝土澆筑前，施工人員要對各種預留管、預留孔、預埋件等進行認真的檢查，確保其位置準確，不會出現漏放、錯放等現象。

7、養護及拆模

混凝土澆筑完成后，施工人員要及時對混凝土進行養護，其養護方式可以采用自然養護法，也可以采用塑料覆蓋膜法進行養護，在混凝土養護過程中，施工人員要確保混凝土表面的濕潤，避免混凝土內外溫差過大，引起溫度裂縫，從而對施工質量產生影響，在養護過程中，施工人員還不能在混凝土表面進行加壓、沖擊。在進行拆模時，施工人員首先要控制好拆模的時間，一般情況下，拆模在混凝土澆筑3-4天后進行，在拆模過程，施工人員要從上到下，依次進行，避免對混凝土表面造成破壞。

8、頂管施工

在進行頂管施工時，施工人員首先要根據工程地質報告及工程的實際情況，選擇合理的頂管機頭，從而確保頂管的順利進行。對于主頂進設備，要根據工程的實際情況，選擇合理的千斤頂，千斤頂的動力可以由油泵提供，在千斤頂的后端，要采用分壓環、道木將反力均勻的作用在工作井中，通過前端頂進分壓環，利用頂鐵將頂力傳到管節。

對于長距離頂進，當頂進阻力大于總頂力時，由于不能一次性完成頂進施工，這時就需要設置中繼間分段接力頂進，同時還要采用合理的注漿工藝，通過觸變泥漿套減少管道和土體之間的摩擦力。在配制觸變泥漿時，施工人員要根據事先確定的配合比進行操作，在施工過程中，利用注漿機及管道將觸變泥漿輸送到混凝土管注漿孔，從而注入土體中，形成泥漿套。

4 結束語

綜上所述，作為一種技術成熟、在環境保護和對現有市政管線破壞最小等方面占有較大優勢的管道施工方法，隨著各級政府加大舊城區基礎設施建設的力度，在穿越地面構筑物和地下管線等管道工程中，將得到越來越廣泛的應用。具體施工中，施工單位要根據實際情況，合理的應用頂管施工技術，有效地提高截污干管工程的施工質量，從而為我國社會經濟的快速發展打下良好的基礎。

參考文獻

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